EP1192306A1 - Procede pour la realisation d'un materiau non tisse, installation pour sa mise en oeuvre et non tisse ainsi obtenu - Google Patents

Procede pour la realisation d'un materiau non tisse, installation pour sa mise en oeuvre et non tisse ainsi obtenu

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EP1192306A1
EP1192306A1 EP00931356A EP00931356A EP1192306A1 EP 1192306 A1 EP1192306 A1 EP 1192306A1 EP 00931356 A EP00931356 A EP 00931356A EP 00931356 A EP00931356 A EP 00931356A EP 1192306 A1 EP1192306 A1 EP 1192306A1
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EP
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spunbond
sheet
complex
veil
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Rieter Perfojet SAS
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Definitions

  • non-woven fabrics known as “wet” produced using a technology close to the manufacture of paper
  • dry made of staple fibers, natural or chemical, obtained by carding, coating or any other material for textile preparation
  • _ nonwovens known as “melted” made up of continuous chemical filaments and commonly designated under the generic name of “spunbond”.
  • the present invention relates to an improvement made to the technology allowing such spunbond type nonwoven plies to be produced and more specifically relates to a process, an installation and a new type of product obtained by the use of these means, product having the appearance and the properties such as touch, mechanical characteristics, flexibility, close to a conventional textile, fabric in particular.
  • the sheet After production, and in general continuously, the sheet is consolidated, for example by performing a calibration or calendering, preferably hot, so that the elementary filaments are linked to each other.
  • the process according to the invention making it possible to obtain a nonwoven of the “spunbond” type having the appearance and the properties of a conventional textile, consists, continuously:
  • _ producing a “spunbond” type sheet, the bundle of extruded and drawn continuous filaments being received on a movable conveyor belt in the form of an unbound sheet; _ to deliver, against at least one face of the “spunbond” sheet thus formed, a veil of staple fibers - natural and / or artificial and / or synthetic - obtained by carding or other conventional technique; _ compacting the complex thus formed by pressing; _ to transfer, always continuously, said complex onto a binding treatment line by means of water jets, acting against the surface or surfaces of the complex consisting of staple fibers, entraining said fibers in the thickness direction, fibers which bind like a splice between and around the continuous filaments while remaining visible on the surface; _ to carry out a drying treatment;
  • compaction is carried out by pressing of the assembly constituted by the supe ⁇ osition of the layer or layers of staple fibers which cover or trap between them the "spunbond" tablecloth produced.
  • Such compaction which can be carried out by any suitable means, such as in particular by means of a pressing roller, can in no case be assimilated to a calendering operation since it is carried out cold.
  • a single veil of staple fibers can be associated with the veil with the “spunbond” type web, said veil of staple fibers being able to be delivered either upstream of the zone of formation of the “spunbond” veil and being brought on the conveyor belt on which are deposited the filaments coming from the “spunbond” installation, filaments which are therefore distributed on the surface of this veil, that is to say, delivered downstream of the zone of formation of the veil of continuous filaments.
  • the “spunbond” type sheet is covered on its two faces by a veil of discontinuous fibers, produced one upstream of the zone of formation of the “spunbond” veil, the other downstream , the web of continuous filaments thus being trapped sandwiched between the two layers of staple fibers.
  • the complex thus made up of three layers is, after compacting by pressing, transferred, always continuously, onto a binding treatment line by means of water jets, jets which act successively against the surfaces of said complexes entraining the staple fibers in the thickness direction, fibers which bond in the manner of a splice between and around the continuous filaments while remaining visible on the two outer faces.
  • an additional “texturing” treatment (carried out for example in accordance with the teachings of patent EP-059 608), consisting in transferring the complex linked on a conveyor constituted by a coarse cloth and to subject the tablecloth to the action of water jets obtained by the intermediary of an assembly essentially comprising a rotary perforated drum, inside which is disposed a fuel injector in pressurized water, this assembly producing jets reorienting the fibers, a suction assembly for removing water being provided below the conveyor.
  • the invention also relates to an installation allowing the continuous implementation of the above method.
  • such an installation comprises, arranged in line:
  • _ a formation assembly, on a conveyor belt, of a web of continuous spunbond type filaments; _ at least one card or other equivalent system making it possible to deliver against at least one face of the “spunbond” sheet produced a web of staple fibers;
  • such an installation comprises, between the means of binding by water jets and the drying means, a set of texturing producing jets redirecting the fibers.
  • the article obtained is characterized in that the continuous filaments which compose it are associated with discontinuous fibers, fibers which cover the sheet based on continuous filaments and penetrate inside this. the latter by binding around said filaments.
  • Such a product retains all the mechanical characteristics of resistance of conventional spunbond plies, the cohesion of which is given by a calendering treatment, the product obtained also having the appearance and the properties such as feel and flexibility comparable to a conventional textile.
  • the staple fibers which are associated with the spunbond layer can be of any type, natural or chemical, hydrophobic or hydrophilic, depending on the applications for which the product is intended, the length of said fibers being between 5 mm and 60 mm and their titer between 0.8 dtex and 6.6 dtex.
  • the grammage of the veil (s) of staple fibers which are associated with the spunbond batt may vary depending on the applications, but will advantageously be between 10 g / m2 and 50 g / m2, a batt having a lower grammage at 10 g / m2 which does not allow correct binding of the spunbond ply, while a ply greater than 50 g / m2 reduces the economic advantage of the process.
  • _ Figure 1 illustrates, seen from the side, an entire production line for implementing the method according to the invention
  • _ Figure 2 is also a side view, showing in more detail how the binding operation is carried out by means of water jets and any additional texturing treatment.
  • the invention therefore relates to a method and an installation which makes it possible to produce, continuously, a new type of “spunbond” plies made of continuous synthetic filaments, plies which not only retain the properties of mechanical resistance ( elongation, tensile strength, tear resistance ...), equivalent to conventional "spunbond” plies consolidated by hot calendering and which, moreover, have the appearance, feel and flexibility of a conventional textile such than a fabric.
  • a “spunbond” type nonwoven sheet is produced according to the conventional technique which consists in extruding a molten organic polymer, through a die (2) pierced with holes so as to form a bundle or curtain of filaments (3).
  • the “spunbond” sheet (S) in order to consolidate the “spunbond” sheet (S) thus formed and to give cohesion to this sheet and high mechanical characteristics of tensile and tear resistance while giving it an appearance, a feel and the flexibility of a conventional textile, the “spunbond” sheet (S) is received not directly on the surface of a conveyor belt (5) subjected to a suction source, but, on a veil (NI) of fibers discontinuous - natural and / or artificial and / or synthetic - produced immediately upstream of the “spunbond” installation (1).
  • NI veil
  • This veil (NI) is for example produced by means of a conventional assembly (6) consisting of a card possibly associated with a lapper spreader assembly, the veil (NI) produced being delivered to the conveyor belt (5) of the “spunbond” installation (1) by a supply assembly also consisting of a conveyor belt (7).
  • the two textile layers (NI) and (S) supe ⁇ osées then pass, still being held on the conveyor belt (5), on a first assembly (8), constituted for example by two cylinders to ensure compaction.
  • the three textile layers are delivered to the surface of the spunbond ply (S), a second web (N2) of staple fibers.
  • elementary supe ⁇ oses (NI, S and N2) being compacted again by pressing between two cylinders (8).
  • the compacted assembly is then brought to a treatment line, illustrated in more detail in FIG. 2, designated by the general reference (10) enabling said complex to be subjected to a binding treatment by means of jets of water, acting successively against the two surfaces of said complex.
  • a treatment line illustrated in more detail in FIG. 2, designated by the general reference (10) enabling said complex to be subjected to a binding treatment by means of jets of water, acting successively against the two surfaces of said complex.
  • such a treatment assembly (10) is constituted by a hydraulic binding unit of the “Jetlace 2000” type marketed by the Applicant and implementing the teachings of FR-A-
  • Such a binding unit essentially consists of a conveyor (11) onto which the fibrous structure constituted by the three supe ⁇ osed layers (NI, S and N2) is transferred.
  • the structure is compacted between the conveyor (11) and a first suction cylinder (12), preferably coated with a microperforated envelope, the holes of which are arranged randomly as described in French patent 2,734,285.
  • this cylinder can be covered with a wire mesh.
  • the complex sheet (N1 / S / N2) designated in the following description by the reference ( ⁇ )
  • can receiving a first wetting treatment by means of a ramp (13), illustrated in dotted lines in FIG. 2, and which delivers a curtain of water which passes through the conveyor belt (11) as well as the supe ⁇ osed layers.
  • the compacted complex supported by the suction drum (12), is then subjected to the action of water jets coming from an injector (14), the jets therefore acting against the surface formed by the fibrous web (NI) and entraining the fibers which constitute this veil inside the complex.
  • the ramp or injector (14) arranged parallel to a generator of the cylinder (12), is a conventional ramp which makes it possible to create jets or needles of water having a diameter of 100 to 170 microns, the jets being spaced from each other with a value between 0.5 and 2.2 mm, the supply pressure itself between 50 and 150 bars depending on the grammage of the complex.
  • the treated complex is brought to the surface of a second cylinder (15), identical to the previous suction cylinder, associated with one or two series of injectors (16,17) delivering jets of water which therefore act on the face of the sheet ( ⁇ ) formed by the web (N2).
  • the ramps (16,17) create jets or needles of water having a diameter of 100 to 170 microns, said jets being spaced as before from each other between 0.5 and 2.4 mm, and the supply pressure being between 50 bars and 400 bars.
  • the action of the injectors (16,17) therefore makes it possible to entrain the fibers of the NI veil in the thickness of the sheet ( ⁇ ), said fibers surrounding the continuous filaments and binding to the latter.
  • the linked spun web designated by the reference (18) can be brought directly to the drying assembly (19) by passing over a conventional heating drum (26) before being received.
  • a third hydraulic binding treatment can be carried out by means of a third suction drum (20) associated with a ramp of injectors (21), the jets of which act against the face which was constituted by the veil (NI).
  • Such treatment consists, as more particularly of FIG. 2, of transferring the linked “spun” ply (18) onto an assembly produced for example in accordance with the teachings of patent EP 059
  • such an assembly is constituted by a conveyor belt (22), of the "Fourdrinier” type, used in the paper industry.
  • the linked spun (18) maintained on this canvas is subjected to the action of a series of water jets obtained by means of a ramp (23) projecting a curtain of water against the internal surface of a perforated rotary cylinder (24), these jets redirect the fibers.
  • a suction assembly (25) for removing water is of course provided below the conveyor (22).
  • This example uses the realization of a complex in which the veil the "spunbond" sheet is trapped between two veils of staple fibers.
  • a veil of fibers (NI) weighing 30 g / m 2 and composed of 100% viscose fibers of 1.7 dtex and 38 mm in length is produced.
  • This veil is produced at a speed of 100 m / minute.
  • the web (NI) is transferred to the receiving mat (5) of the installation (1) for producing a ply (S) of the "spunbond" type.
  • the “spunbond” sheet produced is obtained from polypropylene and is distributed over the web (NI) so as to form a sheet made up of filaments having a titer of 1.7 dtex, weighing 40 g / m 2 .
  • the two superposed layers (NI) and (S) are compressed by means of a pressing cylinder (8) and a second veil of fibers (N2) reproduced in a similar manner to the veil (NI), weighing 30 g / m 2 , is delivered to the surface of the tablecloth
  • the complex formed is brought to a treatment line comprising a hydraulic binding unit (10) of the “Jetlace 2000” type, sold by the Applicant.
  • Such an installation essentially comprises a conveyor belt (11), and three sets of treatment by jets comprising suction cylinders
  • the ramps (14,16,17,21) all produce 1666 jets per meter and are adjusted as follows.
  • a texturing assembly constituted by a conveyor belt (22) made of a polyester fabric, associated with a texturing assembly proper comprising a rotary perforated drum (24) with inside which is arranged an injector (23) supplied with water at 150 bars.
  • This injector (23) produces water jets of 130 ⁇ m in diameter which redirect the fibers.
  • the water coming from the injector (23) is recovered by means of the suction assembly (25) arranged below the conveyor (22).
  • a sheet according to the invention is obtained at the outlet of the installation which, after drying on a heating drum, weighs 95 g / m 2 .
  • This example illustrates the implementation of the method according to the invention for the production of a structure composed of a “spunbond” type sheet associated with a single fibrous sheet which, in this embodiment, is formed upstream of the spunbond formation area.
  • a veil of fibers (NI) weighing 20 g / m2 is produced, composed of 100% viscose fibers of 1.7 dtex and 38 mm in length.
  • This veil is produced at a speed of 150 m / min.
  • the web (NI) is transferred to the receiving mat (5) of the spunbond unit.
  • a spunbond sheet (S) made of polypropylene filaments is deposited on the web (NI).
  • This 25 g / m2 spunbond tablecloth is made of 2 dtex filaments.
  • the two superposed layers (NI) and (S) are compressed by means of a pressure roller (8) thus forming a complex of 45 g / m2 which is transferred continuously onto a hydraulic binding unit (10) of the “Jetlace” type. 2000 ”marketed by the Applicant.
  • This installation comprises a conveyor belt (11) and two sets of treatment by water jets consisting of suction cylinders (12) and (15) followed by a final conveyor (22) on which is placed a patterning / texturing device.
  • the two cylinders (12) and (15) are covered with a microperforated envelope, the holes of which are arranged randomly as described in French patent 2,634,285. These cylinders are associated with injector ramps (14) (16) (17).
  • the injectors produce all 1,666 water jets of 120 microns per meter and the water pressure in these injectors is 60, 80 and 110 bars respectively.
  • the bonded complex is textured on the preceding cylinders by a perforated drum (23) as described in the previous example, the injector of which is supplied at a water pressure of 80 bars.
  • the final product of 45 g / m2 has excellent mechanical characteristics, superior to those of a spunlace veil made of fibers of the same kind.
  • the aspect and the flexibility of the veil are also remarkable, very superior to those of a spunbond in polypropylene or polyester of equivalent grammage bound by calendering.

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Description

PROCEDE POTTR LA REALTSATTON D'TTN MATERTATT NON TTSSF,
TNSTAEUATTON POUR SA MTSE EN ŒTJVRE ET NON TTSSF ATNST
OBTENU.
T)nmaine Technique
Depuis des décennies, il a été proposé de remplacer des nappes textiles traditionnelles (tissus, tricots) par des structures dites « non-tissés » qui, d'une manière générale, peuvent être classées en trois grandes catégories, résultant de leur processus même de fabrication, à savoir : _ les non-tissés dits par « voie humide » produits selon une technologie proche de la fabrication du papier ; _ les non-tissés dits par « voie sèche » constitués de fibres discontinues, naturelles ou chimiques, obtenues par cardage, nappage ou tout autre matériel de préparation textile ; _ les non-tissés dits par « voie fondue » constitués de filaments chimiques continus et couramment désignés sous le nom générique de « spunbond ».
La présente invention concerne un perfectionnement apporté à la technologie permettant de réaliser de telles nappes non tissées de type « spunbond » et concerne plus spécifiquement un procédé, une installation et un nouveau type de produit obtenu par la mise en œuvre de ces moyens, produit ayant l'aspect et les propriétés tels que toucher, caractéristiques mécaniques, souplesse, proches d'un textile conventionnel, tissu notamment.
Techniques antérieures
La production de nappes non-tissés de type « spunbond » remonte à des décennies comme cela ressort notamment des brevets GB-A-932 482, US-A-3 286 896 qui sont parmi les documents les plus anciens la décrivant.
D'une manière générale, une telle technique consiste :
_ à extruder un polymère organique fondu, voire même dissout, à travers une filière percée de trous, de manière à former un faisceau ou rideau de filaments ;
_ puis, à orienter les filaments extrudés par étirage au moyen d'un ou plusieurs dispositifs à jets de fluide, notamment à air comprimé, _ et enfin, à recevoir le faisceau de filaments sous la forme d'une nappe sur un tapis transporteur mobile, en général soumis à une source d'aspiration, et dont la vitesse est réglée en fonction des caractéristiques que l'on souhaite obtenir, grammage notamment.
Après réalisation, et en général en continu, la nappe est consolidée, par exemple en effectuant un calibrage ou un calandrage, de préférence à chaud, de sorte que les filaments élémentaires soient liés les uns aux autres.
Par suite, de tels non-tissés « spunbond », qui présentent de très bonnes caractéristiques mécaniques équivalentes à des tissus conventionnels, ont trouvé un large développement dans de nombreux secteurs techniques, par exemple en vue de les utiliser comme substrats d'enduction, éléments de renfort de complexes employés notamment pour réaliser des stratifiés, des produits techniques tels que revêtements d'étancheité, comme couches anti-contaminantes dans le domaine des travaux publics, pour de nombreuses applications en tant que géotextiles....
En revanche, leur utilisation dans le domaine des applications textiles conventionnelles, tel qu'habillement, vêtements à jeter, matériaux d'essuyage, ameublement, textiles d'intérieur..., ne s'est pas développée, car une liaison par calandrage, qui entraîne une thermofusion partielle des fibres, sans détériorer les caractéristiques mécaniques du produit, détruit en revanche la souplesse, le toucher et l'aspect textile.
Dans le cadre de la consolidation des nappes « spunbond », outre un traitement par calibrage ou calandrage tel que précité, il a également été envisagé de faire subir à de telles nappes un traitement d'aiguilletage, soit conventionnel au moyen d'aiguilles à barbes, soit par jets de fluide.
De tels traitements sont fréquemment utilisés lorsque l'on souhaite réaliser des complexes constitués d'une superposition de nappes fibreuses discontinues comportant éventuellement un renfort interne, tel qu'un tissu, tricot, nappe unidirectionnelle ou bidirectionnelle constituée d'une ou plusieurs séries de fils parallèles ou non. En revanche, du moins à la connaissance du Demandeur, ces techniques d'aiguilletage n'ont jamais été proposées en vue de résoudre le problème de la consolidation d'une nappe « spunbond » en tant que telle, tout en communiquant à une telle nappe les caractéristiques de souplesse, toucher... des textiles conventionnels
En effet, si un traitement d'aiguilletage par aiguilles à barbes était appliqué à une nappe « spunbond » seule, cela peut entraîner une rupture des filaments continus qui constituent une telle nappe et, en conséquence, cela peut détériorer les caractéristiques mécaniques qui sont l'un des principaux avantages de tels matériaux.
Concernant l'utilisation d'un traitement conventionnel de liage par jets de fluide, eau notamment, une telle technologie n'est pas adaptée. En effet, il est bien connu que dans de telles nappes spunbond constituées de filaments continus, ceux- ci sont difficiles à déplacer les uns par rapport aux autres. En conséquence, il est pratiquement impossible d'envisager d'obtenir avec une telle technologie une nappe « spunbond » ayant une cohésion comparable à celle que l'on obtient par calandrage, et ce, sans affecter les propriétés mécaniques du matériau.
Exposé te l'invention
Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un procédé perfectionné qui permet de réaliser de telles nappes non tissées de type « spunbond », parfaitement liées, présentant des caractéristiques mécaniques élevées (résistance à la traction, à la déchirure...) équivalentes à des nappes « spunbond » consolidées par calandrage à chaud, et qui, par ailleurs, présentent l'aspect, le toucher et la souplesse d'un textile conventionnel, tel qu'un tissu.
D'une manière générale, le procédé selon l'invention permettant d'obtenir un non-tissé de type « spunbond » ayant l'aspect et les propriétés d'un textile conventionnel, consiste, en continu :
_ à réaliser une nappe de type « spunbond », le faisceau de filaments continus extradé et étiré étant réceptionné sur un tapis transporteur mobile sous la forme d'une nappe non liée ; _ à délivrer, contre au moins une face de la nappe « spunbond » ainsi formée, un voile de fibres discontinues - naturelles et/ou artificielles et/ou synthétiques -, obtenu par cardage ou autre technique conventionnelle ; _ à compacter par pressage le complexe ainsi formé ; _ à transférer, toujours en continu, ledit complexe sur une ligne de traitement de liage au moyen de jets d'eau, agissant contre la ou les surfaces du complexe constitué de fibres discontinues, entraînant lesdites fibres dans le sens de l'épaisseur, fibres qui se lient à la façon d'une épissure entre et autour des filaments continus tout en restant visibles en surface ; _ à procéder à un traitement de séchage ;
_ puis à réceptionner le produit fini.
Il convient de noter que, conformément à l'invention, avant d'effectuer l'opération de liage hydraulique, on procède à un compactage par pressage de l'ensemble constitué par la supeφosition de la ou des couches de fibres discontinues qui recouvrent ou emprisonnent entre elles la nappe « spunbond » produite.
Un tel compactage, qui peut être réalisé par tout moyen approprié, tel que notamment au moyen d'un rouleau presseur, ne peut en aucun cas être assimilé à une opération de calandrage étant donné qu'il est réalisé à froid.
Conformément à l'invention, un seul voile de fibres discontinues peut être associé au voile à la nappe de type « spunbond », ledit voile de fibres discontinues pouvant être délivré soit en amont de la zone de formation du voile « spunbond » et étant amené sur le tapis transporteur sur lequel sont déposés les filaments provenant de l'installation « spunbond », filaments qui se répartissent donc à la surface de ce voile, soit, délivré en aval de la zone de formation du voile de filaments continus.
Selon une forme de réalisation proprement dite, la nappe de type « spunbond » est recouverte sur ses deux faces par un voile de fibres discontinues, produits l'un en amont de la zone de formation du voile « spunbond », l'autre en aval, la nappe de filaments continus se trouvant donc emprisonnés en sandwich entre les deux couches de fibres discontinues. Dans un tel cas, le complexe ainsi constitué de trois couches, est, après compactage par pressage, transféré, toujours en continu, sur une ligne de traitement de liage au moyen de jets d'eau, jets qui agissent successivement contre les surfaces desdits complexes en entraînant les fibres discontinues dans le sens de l'épaisseur, fibres qui se lient à la façon d'une épissure entre et autour des filaments continus tout en restant visibles sur les deux faces extérieures.
Par ailleurs, après l'opération de liage par jets d'eau et avant séchage, il est possible d'effectuer un traitement complémentaire de « textilisation » (réalisé par exemple conformément aux enseignements du brevet EP-059 608), consistant à transférer le complexe lié sur un convoyeur constitué par une toile grossière et à soumettre la nappe à l'action de jets d'eau obtenus par l'intermédiaire d'un ensemble comprenant essentiellement un tambour perforé rotatif, à l'intérieur duquel est disposé un injecteur alimenté en eau sous pression, cet ensemble produisant des jets réorientant les fibres, un ensemble d'aspiration pour l'élimination de l'eau étant prévu en dessous du convoyeur.
L'invention concerne également une installation permettant la mise en œuvre en continu du procédé précité.
D'une manière générale, une telle installation comporte, disposés en ligne :
_ un ensemble de formation, sur un tapis transporteur, d'une nappe de filaments continus de type « spunbond » ; _ au moins une carde ou autre système équivalent permettant de délivrer contre au moins une face de la nappe « spunbond » produite un voile de fibres discontinues ;
_ des moyens de pressage du complexe formé suivis d'une zone de traitement au moyen de jets de fluide, agissant au moins contre la surface recouverte de fibres discontinues et entraînant lesdites fibres dans le sens de l'épaisseur, fibres qui se lient à la façon d'une épissure entre et autour des filaments continus, tout en restant visibles en surface ;
_ des moyens de séchage et de réception du complexe lié. Eventuellement, une telle installation comporte, entre les moyens de liage par jets d'eau et les moyens de séchage, un ensemble de textilisation produisant des jets réorientant les fibres.
Par rapport aux nappes « spunbond » produites antérieurement, l'article obtenu se caractérise en ce que les filaments continus qui le composent sont associés à des fibres discontinues, fibres qui recouvrent la nappe à base de filaments continus et pénètrent à l'intérieur de cette dernière en se liant autour desdits filaments.
Un tel produit conserve toutes les caractéristiques mécaniques de résistance des nappes spunbond conventionnelles dont la cohésion est donnée par un traitement de calandrage, le produit obtenu ayant également l'aspect et les propriétés tels que toucher, souplesse comparables à un textile conventionnel.
Il convient de noter que les fibres discontinues qui sont associées à la nappe spunbond, peuvent être de tout type, naturelles ou chimiques, hydrophobes ou hydrophiles et ce, en fonction des applications auxquelles le produit est destiné, la longueur desdites fibres étant comprise entre 5 mm et 60 mm et leur titre compris entre 0,8 dtex et 6,6 dtex.
Concernant le grammage du ou des voile(s) de fibres discontinues qui sont associés à la nappe spunbond, il pourra varier en fonction des applications, mais sera avantageusement compris entre 10 g/m2 et 50 g/m2, une nappe ayant un grammage inférieur à 10 g/m2 ne permettant pas d'obtenir un liage correct de la nappe spunbond, alors qu'une nappe supérieure à 50 g/m2 réduit l'intérêt économique du procédé.
Description sommaire des dessins L'invention et les avantages qu'elle apporte sera cependant mieux comprise grâce à la description qui suit et qui est illustrée par les figures annexées dans lesquelles :
_ la figure 1 illustre, vu de côté, l'ensemble d'une ligne de production permettant la mise en œuvre du procédé conforme à l'invention ; _ la figure 2 est également une vue de côté, montrant plus en détail la manière dont est réalisée l'opération de liage au moyen de jets d'eau et le traitement complémentaire éventuel de textilisation.
Manière de réaliser l'invention
En se reportant aux figures annexées, l'invention concerne donc un procédé et une installation qui permet de réaliser, en continu, un nouveau type de nappes « spunbond » constituées de filaments synthétiques continus, nappes qui non seulement conservent les propriétés de résistance mécanique (allongement, résistance à la traction, à la déchirure...), équivalentes à des nappes « spunbond » conventionnelles consolidées par calandrage à chaud et qui, par ailleurs, présentent l'aspect, le toucher et la souplesse d'un textile conventionnel tel qu'un tissu.
Conformément à l'invention, sur une installation destinée par la référence générale (1), on réalise une nappe non-tissé de type « spunbond » selon la technique classique qui consiste à extrader un polymère organique fondu, à travers une filière (2) percée de trous de manière à former un faisceau ou rideau de filaments (3).
Après refroidissement, permettant d'obtenir la solidification au moins superficielle des filaments extradés (3), ceux-ci sont orientés et étirés au moyen d'un ou plusieurs dispositifs (4) à jets de fluide à la sortie du ou desquels ils sont répartis sur une surface réceptrice sous la forme d'une nappe (S).
Conformément à l'invention, pour consolider la nappe « spunbond » (S) ainsi formée et donner de la cohésion à cette nappe et des caractéristiques mécaniques élevées de résistance à la traction et à la déchirure tout en lui conférant un aspect, un toucher et la souplesse d'un textile conventionnel, la nappe « spunbond » (S) est réceptionnée non pas directement à la surface d'un tapis transporteur (5) soumis à une source d'aspiration, mais, sur un voile (NI) de fibres discontinues - naturelles et/ou artificielles et/ou synthétiques - produit immédiatement en amont de l'installation « spunbond » (1).
Ce voile (NI) est par exemple réalisé par l'intermédiaire d'un ensemble (6) conventionnel constitué d'une carde associée éventuellement à un ensemble étaleur nappeur, le voile (NI) produit étant délivré au tapis transporteur (5) de l'installation « spunbond » (1) par un ensemble d'alimentation constitué également par un tapis transporteur (7).
Les deux couches textiles (NI) et (S) supeφosées passent ensuite, toujours en étant maintenues sur le tapis transporteur (5), sur un premier ensemble (8), constitué par exemple par deux cylindres permettant d'assurer un compactage.
Par l'intermédiaire d'un second ensemble (9), tel qu'une carde ou autre installation équivalente, on délivre à la surface de la nappe spunbond (S), un second voile (N2) de fibres discontinues, les trois couches textiles élémentaires supeφosées (NI, S et N2) étant à nouveau compactées par pressage entre deux cylindres (8).
Toujours en continu, l'ensemble compacté est alors amené sur une ligne de traitement, illustré plus en détail par la figure 2, désigné par la référence générale (10) permettant de soumettre ledit complexe à un traitement de liage au moyen de jets d'eau, agissant successivement contre les deux surfaces dudit complexe.
Dans la forme de réalisation décrite, un tel ensemble de traitement (10) est constitué par une unité de liage hydraulique du type « Jetlace 2000 » commercialisée par le Demandeur et mettant en œuvre les enseignements du FR-A-
2 730 246 (US-A-5 718 022), et FR-A-2 734 285 (US-A-5 768 756) au nom du
Demandeur.
Une telle unité de liage se compose essentiellement d'un convoyeur (11) sur lequel la structure fibreuse constituée par les trois couches supeφosées (NI, S et N2) est transférée.
Ainsi que cela ressort plus particulièrement de la figure 2, la structure est compactée entre le convoyeur (11) et un premier cylindre aspirant (12), revêtu préférentiellement d'une enveloppe microperforée, dont les trous sont disposés de manière aléatoire tel que décrit dans le brevet français 2 734 285.
Dans une autre forme de réalisation, ce cylindre peut être revêtu d'une toile métallique. Eventuellement au niveau de la zone de compactage entre la surface du convoyeur (11) et celle du cylindre (12), la nappe complexe (N1/S/N2), désignée dans la suite de la description par la référence (Ν), peut recevoir un premier traitement de mouillage, au moyen d'une rampe (13), illustrée en pointillés à la figure 2, et qui délivre un rideau d'eau qui traverse le tapis transporteur (11) ainsi que les nappes supeφosées.
Une telle opération de mouillage n'est cependant pas indispensable.
Le complexe compacté, supporté par le tambour aspirant (12), est alors soumis à l'action de jets d'eau provenant d'un injecteur (14), les jets agissant donc contre la surface constituée par le voile fibreux (NI) et entraînant les fibres qui constituent ce voile à l'intérieur du complexe.
La rampe ou injecteur (14) disposée parallèlement à une génératrice du cylindre (12), est une rampe conventionnelle qui permet de créer des jets ou aiguilles d'eau ayant un diamètre de 100 à 170 microns, les jets étant espacés les uns des autres d'une valeur comprise entre 0,5 et 2,2 mm, la pression d'alimentation elle-même comprise entre 50 et 150 bars en fonction du grammage du complexe.
Eventuellement, il peut être envisagé de réaliser un second traitement par jets sur ce premier cylindre (12) au moyen d'un deuxième injecteur.
A la sortie de ce cylindre (12), le complexe traité est amené à la surface d'un second cylindre (15), identique au précédent cylindre aspirant, associé à une ou deux séries d'injecteurs (16,17) délivrant des jets d'eau qui agissent donc sur la face de la nappe (Ν) constituée par le voile (N2).
Lors de ce second traitement de consolidation, les rampes (16,17) créent des jets ou aiguilles d'eau ayant un diamètre de 100 à 170 microns, lesdits jets étant espacés comme précédemment les uns des autres entre 0,5 et 2,4 mm, et la pression d'alimentation étant comprise entre 50 bars et 400 bars. L'action des injecteurs (16,17) permet donc d'entraîner les fibres du voile NI dans l'épaisseur de la nappe (Ν), lesdites fibres entourant les filaments continus et se liant à ces derniers.
A la sortie de cet ensemble, la nappe spun liée, désignée par la référence (18) peut être directement amenée à l'ensemble de séchage (19) par passage sur un tambour chauffant conventionnel (26) avant d'être réceptionné.
Eventuellement, et ainsi que cela ressort des figures annexées, un troisième traitement de liage hydraulique peut être réalisé par l'intermédiaire d'un troisième tambour aspirant (20) associé à une rampe d'injecteurs (21), dont les jets agissent contre la face qui était constituée par le voile (NI).
Après ce dernier traitement, un traitement complémentaire de textilisation peut éventuellement être effectué. Un tel traitement consiste, comme cela ressort plus particulièrement de la figure 2, à transférer la nappe « spun » liée (18) sur un ensemble réalisé par exemple conformément aux enseignements du brevet EP 059
608.
D'une manière générale, un tel ensemble est constitué par une toile transporteuse (22), du type « Fourdrinier», utilisée dans le domaine papetier. Le spun lié (18) maintenu sur cette toile, est soumis à l'action d'une série de jets d'eau obtenus par l'intermédiaire d'une rampe (23) projetant un rideau d'eau contre la surface interne d'un cylindre rotatif perforé (24), ces jets réorientant les fibres.
Un ensemble d'aspiration (25) pour l'élimination de l'eau est bien entendu prévu en dessous du convoyeur (22).
Grâce à une telle installation, il est possible soit de réaliser des complexes dans lesquels le voile non tissé de type « spunbond » est associé à deux voiles constitués de fibres discontinues, l'ensemble des moyens décrits précédemment étant mis en œuvre, soit de réaliser des articles dans lesquels le voile de type « spunbond » est associé à un seul voile de fibres discontinues pouvant être distribué soit en amont soit en aval de la zone de formation du voile « spunbond ». Exemple 1
Cet exemple utilise la réalisation d'un complexe dans lequel le voile la nappe « spunbond » est emprisonné entre deux voiles de fibres discontinues.
Un tel produit est réalisé conformément à l'invention de la manière suivante :
Au moyen d'une carde (6) conventionnelle, on réalise un voile de fibres (NI) pesant 30 g/m2 et composé de 100 % de fibres de viscose de 1,7 dtex et 38 mm de longueur.
Ce voile est produit à une vitesse de 100 m/minute.
En sortie de carde (6), le voile (NI) est transféré sur le tapis récepteur (5) de l'installation (1) de réalisation d'une nappe (S) de type « spunbond ».
La nappe « spunbond » produite est obtenue à partir de polypropylène et est répartie sur le voile (NI) de manière à former une nappe constituée de filaments ayant un titre de 1,7 dtex, pesant 40 g/m2.
Les deux couches supeφosées (NI) et (S) sont comprimées au moyen d'un cylindre presseur (8) et un second voile de fibres (N2) reproduit d'une manière similaire au voile (NI), pesant 30 g/m2, est délivré à la surface de la nappe
« spunbond » (S), les couches supeφosées étant alors soumises à un nouveau compactage également au moyen d'un cylindre presseur.
En continu, le complexe formé est amené sur une ligne de traitement comportant une unité de liage hydraulique (10) de type « Jetlace 2000 », commercialisé par le Demandeur.
Une telle installation comporte essentiellement un tapis transporteur (11), et trois ensembles de traitement par jets comprenant des cylindres aspirants
(12,15,20) ayant un diamètre de 516 mm et revêtus d'une enveloppe microperforée dont les trous sont répartis de manière aléatoire tel que décrit dans le brevet français 2 634 285. A ces tambours aspirants (12,15,20) sont associées des rampes d'injecteurs (14,16,17,21) qui agissent contre les surfaces du complexe (N) constitué par la supeφosition du voile (NI) du spunbond (S) et du voile (N2).
La disposition de ces injecteurs est telle que l'on agit successivement contre les faces opposées du complexe (Ν).
Les rampes (14,16,17,21) produisent toutes 1666 jets au mètre et sont réglées de la manière suivante.
En aval du dernier système de liage hydraulique (20), est disposé un ensemble de textilisation constitué par un tapis transporteur (22) réalisé dans une toile en polyester, associée à un ensemble de textilisation proprement dit comportant un tambour perforé rotatif (24) à l'intérieur duquel est disposé un injecteur (23) alimenté avec de l'eau à 150 bars.
Cet injecteur (23) produit des jets d'eau de 130 μm de diamètre qui réorientent les fibres. L'eau provenant de Finjecteur (23) est récupérée au moyen de l'ensemble d'aspiration (25) disposé en dessous du convoyeur (22).
En procédant dans les conditions précitées, on obtient en sortie de l'installation, une nappe conforme à l'invention qui, après séchage sur un tambour chauffant, pèse 95 g/m2.
Cette nappe est parfaitement liée et présente une grande souplesse, un toucher, un aspect et des caractéristiques mécaniques comparables à un textile traditionnel de grammage équivalent obtenu avec des fibres de même nature. Exemple 2
Cet exemple illustre la mise en œuvre du procédé conforme à l'invention pour la réalisation d'une structure composée d'une nappe de type « spunbond » associé à une seule nappe fibreuse qui, dans cette forme de réalisation, est formée en amont de la zone de formation de la nappe « spunbond ».
Conformément à l'invention, on procède de la manière suivante.
Au moyen d'une carde conventionnelle (6), on réalise un voile de fibres (NI) pesant 20 g/m2 et composé de 100 % de fibres de viscose de 1.7 dtex et 38 mm de longueur.
Ce voile est produit à une vitesse de 150 m/min.
En sortie de carde (6), le voile (NI) est transféré sur le tapis récepteur (5) de l'unité spunbond.
Une nappe spunbond (S) constituée de filaments de polypropylène est déposée sur le voile (NI).
Cette nappe spunbond de 25 g/m2 est constituée de filaments de 2 dtex.
Les deux couches supeφosées (NI) et (S) sont comprimées au moyen d'un rouleau presseur (8) formant ainsi un complexe de 45 g/m2 qui est transféré en continu sur une unité de liage hydraulique (10) de type « Jetlace 2000 » commercialisé par le Demandeur.
Cette installation comporte un tapis transporteur (11) et deux ensembles de traitement par jets d'eau constitués de cylindres aspirants (12) et (15) suivis d'un convoyeur final (22) sur lequel est disposé un dispositif de patterning/textilisation.
Les deux cylindres (12) et (15) sont recouverts d'une enveloppe microperforée dont les trous sont disposés de manière aléatoire tel que décrit dans le brevet français 2 634 285. A ces cylindres, sont associées des rampes d'injecteurs (14) (16) (17).
La disposition de ces injecteurs est telle que l'on agit successivement sur les deux faces du complexe.
Les injecteurs produisent tous les 1666 jets d'eau de 120 microns par mètre et la pression d'eau dans ces injecteurs est respectivement de 60, 80 et 110 bars.
La textilisation du complexe lié sur les cylindres précédents est réalisée par un tambour perforé (23) tel que décrit dans l'exemple précédent dont l'injecteur est alimenté à une pression d'eau de 80 bars.
Après séchage, le produit final de 45 g/m2 possède d'excellentes caractéristiques mécaniques, supérieures à celles d'un voile spunlace constitué de fibres de même nature.
L'aspect et la souplesse du voile sont également remarquables, très supérieurs à celles d'un spunbond en polypropylene ou polyester de grammage équivalent lié par calandrage.

Claims

REVENDICATIONS
1/ Procédé pour la réalisation d'un non-tissé de type « spunbond » ayant l'aspect et les propriétés d'un textile conventionnel qui consiste, en continu : _ à réaliser une nappe (5) de type « spunbond », le faisceau de filaments continus extradé et étiré étant réceptionné sur un tapis transporteur mobile sous la forme d'une nappe non liée ;
_ à délivrer, contre au moins une face de la nappe « spunbond » ainsi formée, un voile (NI et/ou N2) de fibres discontinues, naturelles et/ou artificielles et/ou synthétiques, obtenu par cardage ou autre technique conventionnelle ; _ à compacter par pressage le complexe ainsi formé ; _ à transférer, toujours en continu, ledit complexe sur une ligne (10) de traitement de liage au moyen de jets d'eau, agissant contre la ou les surfaces du complexe constituée(s) de fibres discontinues, entraînant lesdites fibres dans le sens de l'épaisseur, fibres qui se lient à la façon d'une épissure entre et autour des filaments continus tout en restant visibles en surface ; _ à procéder à un traitement de séchage ; _ puis à réceptionner le produit fini.
2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nappe (5) de type « spunbond » est recouvert sur ses deux faces par un voile (N1/N2) de fibres discontinues, l'un (NI) étant produit directement en amont de la zone de formation du voile « spunbond » et étant amené sur le tapis transporteur (11) sur lequel sont déposés les filaments provenant de l'installation « spunbond », lesdits filaments se répartissant donc à la surface de ce voile (NI), le second (N2)étant délivré en aval de la zone de formation de la nappe de filaments continus qui se trouve ainsi emprisonné en « sandwich » entre les deux couches fibreuses (N1,N2), le complexe ainsi formé étant, après compactage par pressage, transféré, toujours en continu, sur une ligne (10) de traitement de liage au moyen de jets d'eau, agissant successivement contre les surfaces dudit complexe et entraînant les fibres discontinues dans le sens de l'épaisseur, fibres qui se lient à la façon d'une épissure entre et autour des filaments continus tout en restant visibles sur les deux faces extérieures. 3/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, après l'opération de liage par jets d'eau et avant séchage, on effectue un traitement complémentaire de « textilisation ».
4/ Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le traitement de textilisation consiste à transférer le complexe lié sur une toile grossière (22) et à soumettre la nappe à l'action de jets d'eau obtenus par l'intermédiaire d'un ensemble comprenant essentiellement un tambour perforé rotatif (24) à l'intérieur duquel est disposé un injecteur (23) alimenté en eau sous pression, cet ensemble produisant des jets réorientant les fibres, un ensemble (25) d'aspiration pour l'élimination de l'eau étant prévu en dessous du convoyeur.
5/ Installation pour la réalisation d'un non-tissé de type « spunbond » comportant, disposés en ligne : _ un ensemble (1) de formation, sur un tapis transporteur (5), d'une nappe
(S) de filaments continus de type « spunbond » ;
_ au moins une carde (6 et/ou 9) ou autre système équivalent permettant de délivrer contre au moins une face de la nappe « spunbond » produite un voile
(NI et/ou N2) de fibres discontinues ; _ des moyens de pressage du complexe formé suivis d'une zone (10) de traitement au moyen de jets de fluide, agissant au moins contre la surface recouverte de fibres discontinues et entraînant lesdites fibres dans le sens de l'épaisseur, fibres qui se lient à la façon d'une épissure entre et autour des filaments continus, tout en restant visibles en surface ; _ des moyens de séchage et de réception de la nappe liée.
6/ Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte entre les moyens (10) de liage par jets d'eau et les moyens de séchage, un ensemble de textilisation comprenant une toile grossière (22) destinée à supporter le complexe lié, associée à un tambour perforé rotatif à l'intérieur duquel est disposé un injecteur (23) alimenté en eau sous pression, cet ensemble produisant des jets réorientant les fibres, un ensemble d'aspiration (25) pour l'élimination de l'eau étant disposé en dessous du convoyeur.
11 Installation selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisée en ce qu'elle comporte, en amont et en aval de la zone de formation de la nappe « spunbond », des moyens (6,9) permettant de réaliser un voile de fibres, le voile
(NI) produit en amont étant distribué sur le tapis transporteur (5) de la ligne
« spunbond », le faisceau de filaments extradé et étiré étant réceptionné directement sur ledit voile, le second (N2) étant disposé en aval de la zone de formation du voile « spunbond » et étant distribué à la surface de ce dernier.
8/ Νon-tissé obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il se compose d'une nappe réalisée à partir de filaments continus associés à des fibres discontinues, fibres qui recouvrent au moins une face de la nappe à base de filaments continus et pénètrent à l'intérieur de cette dernière en se liant autour desdits filaments.
EP00931356A 1999-06-10 2000-05-26 Procede pour la realisation d'un materiau non tisse, installation pour sa mise en oeuvre et non tisse ainsi obtenu Expired - Lifetime EP1192306B1 (fr)

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